Hiệnnay, do tính hiệu quả kinh tế mang lại, ngành vận tải thủy đã và đang pháttriển mạnh mẽ và là tiền đề cho ngành công nghiệp đóng tàu phát triển. Trong xuthế đó, ở Việt Nam trong những năm gần đây các nhà máy đóng tàu cũng liên tụcphát triển và đã đóng những con tàu có trọng tải lớn, như tàu cỡ trên 50.000 tấn,100.000 tấn và lớn hơn nữa. Với những con tàu có trọng tải lớn như vậy, động cơchính được lắp trên tàu là động cơdiesel có công suất lớn tới hàng chục ngàn mã lực. Khí xả do động cơ chínhthải ra có lưu lượng lớn, áp suất vànhiệt độ còn khá cao, khoảng 0,35 Mpa và400 độ C, mang theo nguồn năng lượng lớn thải ra ngoài. Nguồn năng lượng này chiếm khoảng 20% đến 25% nhiệt cháy sinh ra trong buồng đốt, ngoài ra nhiệt do nước làm mát thảira chiếm khoảng 10% đến 16% tổng nhiệt lượng sinh ra trong buồng đốt. Nếutận dụng triệt để nguồn năng lượng này sẽ góp phần tiết kiệm nhiên liệuvà tăng hiệu suất của hệ thống động lực tầu thủy.Để tiếtkiệm nhiên liệu cũng như giảm sự ô nhiễm môi trường, con người không chỉ tìmcách nâng cao hiệu suất nhiệt của nồi hơi bằng cách giảm các tổn thất nhiệt màcòn phải tìm cách sử dụng triệt để nguồn nhiệt thải từ các động cơ diesel thảira môi trường. Vấn đề tận dụng nguồn năng lượng của khí xả do động cơ thải rađã được thực hiện từ lâu đối với các nước có ngành đóng tàu phát triển trong đócó việc sử dụng nồi hơi khí xả tàu thủy. Điều này mang lại nhiều lợi ích như khôngtiêu tốn chất đốt; Cungcấp hơi bão hòa để hâm dầu FO, chưng cất nước ngọt, thổi van thông biển, phụcvụ sinh hoạt của thuyền viên và nấu ăn và nhiều nhu cầu khác; Giảmthiểu ô nhiễm môi trường; Giảmchi phí xử lý chất thải. Quanghiên cứu khảo sát, tất cả nồi hơi khí xả đang sử dụng trên các tàu vận tảibiển của Việt Nam hiện nay đều được thiết kế, chế tạo tại các nước có nền côngnghiệp phát triển. Với sự phát triển các ngành công nghiệp nói chung và ngànhcông nghiệp đóng tàu nói riêng, chúng ta cần phải tự thiết kế, chế tạo sử dụng. Với mục tiêu là cải tiến các loại nồi hơi khí xả hiện đang sử dụng nhằm giảmchi phí chế tạo, thuận lợi cho quá trình bảo dưỡng, sửa chữa, tiến tới chế tạotrong nước là bước đi hợp lý nhằm tăng cường tỷ lệ nội địa hoá ngành đóng tàuvà giảm giá thành đóng mới cũng như nâng cao hiệu quả khai thác con tàu. Đốivới động cơ tàu thủy sử dụng nhiên liệu nặng bắt buộc phải sử dụng hơi để hâm sấy dầu đốt và phụcvụ các nhu cầu khác trên tàu, vì thế trên tàu bắt buộc phải lắpnồi hơi để sinh hơi. Tùy thuộc loại tàu, công dụng của tàu, tùythuộc nhu cầu hơi thực tế và phụ thuộc chủ tàu mà trên tàu thủy cóthể bố trí nồi hơi phụ hoặc nồi hơi khí xả hoặc nồi hơi phụ-khíxả hoặc nồi hơi phụ và nồi hơi khí xả. Hiện nay tất cả các loạitàu có trọng tải lớn đóng ở nước ngoài hay đóng tại Việt Nam đềulắp nồi hơi do các hãng sản xuất nồi hơi nổi tiếng chế tạo. Tuynhiên đối với các loại tàu trọng tải khoảng 3.000 đến 5.000 tấn đóngcho các chủ tàu Việt Nam, thường sử dụng động cơ chính có công suấtkhoảng 1500 đến 3.000 mã lực chạy bằng nhiên liệu nặng, thường lắp hơicủa Trung Quốc hoặc lắp thiết bị sấy nhiên liệu bằng điện. Nếu tựchế tạo được loại nồi tận dụng nhiệt khí xả hay nồi hơi phụ - tậndụng nhiệt khí xả sẽ khuyến khích các doanh nghiệp vận tải sửdụng, điều đó làm giảm lượng nhiên liệu tiêu thụ, giảm ô nhiễm môitrường, góp phần giảm thiểu hiệu ứng nhà kính và cuối cùng tănghiệu quả khai thác con tàu, đồng góp phần thời tăng cường khả năngnội địa hóa ngành đóng tàu, tăng năng lực nghiên cứu chế tạo củađội ngũ cán bộ khoa học trong ngành và tăng việc làm. Kết quảnghiên cứu cho thấy kết cấu kiểu moduyn hoàn toàn thoả mãn để chế tạo nồi hơitận dụng nhiệt khí xả và ưu việt hơn hẳn so với nồi hơi khí xả truyền thống.Một sốsản phẩm đã thiết kế và chế tạo.
Hình 1. Kết cấuvà mối liên kết giữa các chi tiết và cụm chi tiết nồi hơi kiểu moduyn
Hình 2. Kết cấumột vỉ và kết cấu tổng thể dàn ống, phụ kiện nồi hơi khí xả kiểu moduyn
Hình 3. Kết cấutổng thể nồi hơi khí xả và bộ hâm nước tiết kiệm kiểu moduyn dạng 3D
Nhóm tác giả đã thiết kế, chế tạo nồi hơi tận dụng nhiệt khí xả kiểumoduyn có áp suất thiết kế 10 kG/cm2, áp suất làm việc 6 kG/cm2; diện tích bềmặt truyền nhiệt phần nồi hơi 13,1m2, phần hâm nước tiết kiệm 6,33m2; kíchthước nồi hơi: BxLxH: 1130x1600x1720 mm.Bản thiết kế và sản phẩm nồi hơi tận dụng nhiệt khí xả kiểu moduyn đã chếtạo đã được Cục Đăng kiểm Việt Nam cấp Giấy chứng nhận duyệt bản thiết kế nồi hơi tận dụng nhiệt khí xả; Biên bản kiểm tra chế tạo nồi hơi tận dụng nhiệt khí xả theo bản thiếtkế đã duyệt; Giấy chứng nhận chế tạo nồi hơi tận dụng nhiệt khí xả.
Hình 4. Một sốhình ảnh chế tạo nồi hơi khí xả và bộhâm nước tiết kiệm kiểu moduyn
Hiệu quả của dự án là không tiêu tốn nhiên liệu, nâng cao hiệu quả khai thác con tàu và gópphần giảm thiểu ô nhiễm môi trường; Tạo điều kiện thuận lợi cho các nhà khoa học và doanh nghiệp trong nướctự nghiên cứu thiết kế, chế tạo sản phẩm nhằm tăng cường khả năng nội địa hoángành đóng tàu nói riêng và ngành cơ khí nói chung; Chủ động trong việc cung cấp thiết bị phục vụ cho ngành đóng mới và khaithác tàu thủy; Cung cấp thiết bị nghiên cứu, thực nghiệm cho nhà trường; Phục vụ công tác đào tạo trong trường đại học;Kết quả tính toán sơ bộ cho thấy nếu dùng nồi hơi tận dụng nhiệt khí xảsinh hơi phục vụ cho nhu cầu sấy dầu và nhu cầu sinh hoạt trên tàu thay choviệc sử dụng động cơ lai máy phát điện phục vụ sấy dầu bằng điện đối với contàu đang nghiên cứu thì chỉ sau khoảng 4 tháng khai thác sẽ hoà toàn bộ vốn đãđầu tư lắp hệ thống nồi hơi khí xả, đồng thời không gây ô nhiễm môi trường. Với kết quả của dự án nêu trên, dự án đã tạo ra một cơ hội mới trong việcnâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng cho các phương tiện vận tải thủy; tạo tiềnđề cho việc nâng cao tính tự chủ về mặt công nghệ và khả năng sản xuất trongnước. Tuy nhiên để kết quả của dự án đi được vào thực tế cuộc sống vẫn cần cáchướng nghiên cứu, ứng dụng tiếp theo như chế tạo thử nghiệm nồi hơi phụ tàu thủy kiểu moduyn để phát huy hiệu quảnồi hơi tận dụng nhiệt khí xả động cơ diesel nhằm tiết kiệm nhiên liệu.- Nghiên cứu sử dụng nồi hơi phụ tàu thủy kiểu moduyn đốt dầu bẩn (dầu lacanh) nhằm giảm thiểu ô nhiễm môi trường và tiết kiệm nhiên liệu./.
(Vietnam+)
